專利名稱：蹲立式下肢功能評定訓練系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種康復醫(yī)療器械，尤其涉及一種蹲立式下肢功能評定訓練系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計，我國腦血管病、帕金森病、顱腦外傷、脊髓損傷年發(fā)病率各為219/10萬、 100/10萬、55. 4/10萬和6/10萬。而且由于老齡化、自然災害頻發(fā)和意外事故增加的緣故， 發(fā)病率在逐年增加。這些疾病和損傷會造成下蹲站起功能障礙。下蹲和站起是為保持功能 獨立性而每日多次進行的功能性活動，在評價殘疾的各種ADL量表(如Barthel量表)中， 轉(zhuǎn)移、如廁均與此直接有關(guān)，而且通常占評分較大比例。有資料表明，卒中患者的跌倒較多 發(fā)生在下蹲_站起過程中。因此，有效地改善下蹲_站起功能是康復的重要舉措。 臨床上一般通過肉眼觀察或使用簡單的計時工具觀察患者的下蹲-站起功能，更 復雜的運動學和動力學評定需通過高速攝像機及動作分析系統(tǒng)進行。下蹲_站起功能訓 練上， 一般為治療師針對造成下蹲_站起功能障礙的具體問題，如肌力、平衡、痙攣等，進行 對應的具體練習及整合練習。目前尚缺乏針對下蹲_站起功能進行整體化訓練的智能化設(shè) 備。針對缺乏獨立下蹲-站起能力的患者，如何早期進行訓練也是需要進行解決的問題。 目前的下肢功能康復訓練，由于沒有減重，只適合靜態(tài)平衡較好、具有獨立站立功 能患者。對于缺乏獨立站立能力的嚴重患者，無法采用該方式進行訓練。因此，提出一種減 重方式下的蹲立式下肢功能訓練是臨床上迫切需要進行解決的問題。 此外，以往的康復功能訓練產(chǎn)品往往缺乏趣味化訓練軟件和視覺反饋系統(tǒng)，這樣 患者和儀器就不能進行互動，而患者也不能判斷通過一段時間的康復訓練，自己恢復的情 況如何。長期枯燥乏味的訓練，使病人逐漸缺乏訓練信心，會影響患者的康復進程，導致康 復效果不理想。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的，就是為了解決上述問題，提供一種蹲立式下肢功能評定訓練 系統(tǒng)。 為了達到上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案一種蹲立式下肢平衡功能 評定訓練系統(tǒng)，主要部件包括訓練床、控制箱、主控計算機、主顯示屏和患者用顯示裝置； 訓練床包括床座、床架和床板，床架安裝在床座上并與床座可轉(zhuǎn)動相連，床板分為背部滑動 板和下肢支撐板，下肢支撐板固定在床架上作為支撐下肢用，背部滑動板作為人體支撐用， 該訓練床的最大特點在背部滑動板與床架之間裝有滑動裝置(滑動道軌和滑塊)，背部滑 動板可以沿床架前后滑動，患者背靠背部滑動板做下蹲站起動作進行訓練和評估。在背部 滑動板下方裝有位移傳感裝置；在床架的前端連接有左、右腳踏板組件，左右腳踏板組件上 分別設(shè)有足底壓力傳感裝置，實現(xiàn)下蹲站起過程位移及壓力實時數(shù)據(jù)采集。在床架與床座 之間設(shè)有床板角度調(diào)節(jié)機構(gòu)，該床板角度調(diào)節(jié)機構(gòu)包含一臺直線步進電機和頂桿。[0008] 控制箱，安裝在訓練床的床架下面，控制箱內(nèi)設(shè)有傳感裝置接口電路、電機驅(qū)動模 塊和電源模塊，電源模塊分別為傳感裝置接口電路和電機驅(qū)動模塊提供電源；電機驅(qū)動模 塊與床板角度調(diào)節(jié)機構(gòu)中的直線步進電機電信號相連； 主控計算機，設(shè)置在操作臺上，主控計算機內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)采集模塊、運動控制模塊以 及下蹲站起功能評定訓練軟件；數(shù)據(jù)采集模塊與控制箱中的傳感裝置接口電路電信號相 連，運動控制模塊與控制箱中的電機驅(qū)動模塊電信號相連；下蹲站起功能評定訓練軟件包 含測試評估模塊和功能訓練模塊； 患者用顯示裝置，活動設(shè)置在訓練床的旁邊并與主控計算機電信號相連； 主顯示屏，設(shè)置在操作臺上并與主控計算機電信號相連。 左、右腳踏板組件結(jié)構(gòu)對稱相同，各包括腳踏板支架、腳前端緩沖器、腳后跟導向 軸和腳踏板；腳踏板支架與床架固定相連；腳前端緩沖器和腳后跟導向軸分別連接在腳踏 板與腳踏板支架之間；所述的足底壓力傳感裝置設(shè)置在腳踏板的腳掌部和腳跟部的下方， 足底壓力傳感裝置與控制箱內(nèi)的傳感裝置接口電路電信號相連。足底壓力傳感裝置的實時 數(shù)據(jù)是動力學參數(shù)以及重心評估的基礎(chǔ)。 足底壓力傳感裝置由貼有四根應變片的懸臂梁組成，貼有四根應變片的懸臂梁插
裝在由腳踏板、腳踏板支架、腳前端緩沖器和腳后跟導向軸組成的腳底受力部件內(nèi)。 在背部滑動板下方床架上裝有位移傳感裝置。位移傳感裝置與控制箱內(nèi)的傳感裝
置接口電路電信號相連，實現(xiàn)下蹲站起過程位移實時數(shù)據(jù)采集，該數(shù)據(jù)與足底壓力傳感裝
置數(shù)據(jù)結(jié)合，進行做功以及功率等參數(shù)評估。 患者用顯示裝置包括移動小車、安裝在移動小車上的支架和安裝在支架上的顯示 屏，顯示屏與支架活動連接，顯示屏的高度和角度可以調(diào)節(jié)。移動小車 訓練床的床座上安裝有多個萬向調(diào)節(jié)腳輪，并相應設(shè)有多個用于調(diào)節(jié)腳輪上下伸 縮的調(diào)節(jié)機構(gòu)。 還包括床板角度顯示器，該床板角度顯示器安裝在床架上隨床架一起移動。 蹲立式下肢功能評定訓練系統(tǒng)主控計算機設(shè)有下蹲站起功能評定訓練軟件，它包 含測試評估模塊和功能訓練模塊，通過對病人進行背部支撐減重(或不減重)形式下的下 蹲站起功能的測試評估，獲取數(shù)據(jù)，有針對性地對病人進行下蹲站起平衡訓練，有利于加快 平衡功能障礙患者的康復。 本實用新型的下蹲站起評定訓練床在使用時，患者依靠傾斜的背部滑動板，沿床 架前后滑動，主動做下蹲站起動作，在任意背部支撐角度(0-90° )及獨立站立狀態(tài)下進行 相應訓練和功能評定。在硬件設(shè)計上，利用角度可調(diào)的床板對背部的支撐作用產(chǎn)生任意的 減重效果，利用滑動裝置中滑動軌道和滑塊之間很小的摩擦阻力，幫助患者背靠滑板主動 做下蹲站起動作，首次實現(xiàn)減重方式下的下蹲站起訓練，幫助患者進行早期下蹲站起功能 訓練。在軟件設(shè)計上，可以利用先進的計算機控制和傳感裝置技術(shù)反映人體在下蹲站起過 程中的重心和姿勢變化，通過患者顯示器視覺反饋，對有無法獨立站立的患者，改善其動作 的對稱性，實現(xiàn)了各階段尤其是早期的下蹲站起訓練。下蹲站起評定訓練系統(tǒng)開啟了使用 智能化設(shè)備進行下蹲站起訓練和評估的范例。
它的功能主要為 1、功能評定任意背部支撐角度(0-90° )及站立狀態(tài)下的下蹲-站起動態(tài)姿勢
4圖，所得評定參數(shù)包括額狀面擺動頻率、平均重心、額狀面最大擺幅、額狀面平均擺幅、重心 移動軌跡總長度、重心移動軌跡總面積和額狀面?zhèn)确綌[速、測試周期內(nèi)左右下肢平均做功 量和測試周期內(nèi)左右下肢平均做功功率； 功能訓練任意背部支撐角度(0-90° )及站立狀態(tài)下的下蹲_站起練習，實現(xiàn)相 應的逐級難度遞進的練習方案，有視覺和聲音反饋和虛擬環(huán)境訓練方案及游戲訓練方案。

圖1是本實用新型蹲立式下肢功能評定訓練系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是足底壓力傳感裝置放置位置示意圖。
具體實施方式參見圖l，本實用新型蹲立式下肢功能評定訓練系統(tǒng)，包括訓練床1、控制箱2、主 控計算機3、患者用顯示裝置4和主顯示屏5?？刂葡?安裝在訓練床的床座11上，主控計 算機3設(shè)置在操作臺(操作臺未圖示出來)上，患者用顯示裝置4活動設(shè)置在訓練床的旁 邊并與主控計算機電信號相連，主顯示屏5設(shè)置在操作臺上并與主控計算機電信號相連。 本實用新型中的訓練床1包括床座11、床架12和床板13，床板13包括背部滑動 板131和下肢支撐板132，床架12安裝在床座11上并與床座11通過轉(zhuǎn)軸6可轉(zhuǎn)動相連，并 通過兩頂桿9(分別設(shè)置在兩側(cè))支撐在床座11上方。背部滑動板131與床架12通過連 接滑塊7滑動相連可沿床架前后移動，在背部滑動板131上安裝有位移傳感裝置(未圖示 出來)，在床架12的前端連接有左、右腳踏板組件14，在床架12與床座11之間設(shè)有床板角 度調(diào)節(jié)機構(gòu)15，該床板角度調(diào)節(jié)機構(gòu)包含一臺直線步進電機。在訓練床的床座11上安裝 有多個萬向調(diào)節(jié)腳輪lll，并相應設(shè)有多個用于調(diào)節(jié)腳輪上下伸縮的調(diào)節(jié)機構(gòu)112。在床架 12上還安裝有床板角度顯示器8，床板角度顯示器8隨床架12—起移動用于顯示床架12 及床板13傾斜的角度。 本實用新型中的左、右腳踏板組件14結(jié)構(gòu)對稱相同，各包括腳踏板支架141、腳前 端緩沖器142、腳后跟導向軸143和腳踏板144。腳踏板支架141與床架12固定相連；腳前 端緩沖器142和腳后跟導向軸143分別連接在腳踏板144與腳踏板支架141之間。在腳踏 板144周圍設(shè)有足底壓力傳感裝置(未圖示出來)，該足底壓力傳感裝置由貼有四根應變 片的懸臂梁組成，貼有四根應變片的懸臂梁插裝在由腳踏板、腳踏板支架、腳前端緩沖器和 腳后跟導向軸組成的腳底受力部件內(nèi)。并分別與控制箱2內(nèi)的傳感裝置接口電路電信號相 連。 控制箱2安裝在訓練床的床座11上，控制箱內(nèi)設(shè)有傳感裝置接口電路、電機驅(qū)動 模塊和電源模塊(未圖示出來)，電源模塊分別為傳感裝置接口電路和電機驅(qū)動模塊提供 電源；電機驅(qū)動模塊分別與床板角度調(diào)節(jié)機構(gòu)、左下肢支架移動機構(gòu)和右下肢支架移動機 構(gòu)中的直線步進電機電信號相連。 主控計算機3設(shè)置在操作臺(操作臺未圖示出來)上，主控計算機內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)采 集模塊和運動控制模塊(未圖示出來)，數(shù)據(jù)采集模塊與控制箱中的傳感裝置接口電路電 信號相連，運動控制模塊與控制箱中的電機驅(qū)動模塊電信號相連。 患者用顯示裝置4活動設(shè)置在訓練床1的旁邊并與主控計算機3電信號相連，該
5患者用顯示裝置4包括移動小車41、安裝在移動小車上的支架42和安裝在支架上的顯示屏
43，顯示屏與支架活動連接，顯示屏的高度和角度可以調(diào)節(jié)。 主顯示屏5設(shè)置在操作臺上并與主控計算機3電信號相連。 本實用新型采用主控計算機實現(xiàn)中心控制，由兩個顯示屏進行顯示。其中主顯示 屏放置在操作臺上，供醫(yī)護人員使用。主顯示屏能顯示包含病人信息、測試報告、功能訓練、 游戲訓練、生成報告、系統(tǒng)設(shè)置等所有內(nèi)容，同時能控制患者用顯示屏的內(nèi)容?；颊哂蔑@示 屏位于患者訓練時的前方，便于患者觀察訓練過程中左右腿用力大小的實時變化，實時主 動調(diào)節(jié)平衡，患者用顯示屏能顯示訓練過程、游戲的參與過程以及訓練的結(jié)果等內(nèi)容，供患 者使用。 本實用新型中數(shù)據(jù)的采集和處理，由壓力傳感裝置組采集足底壓力數(shù)據(jù)，傳輸?shù)?控制箱內(nèi)的傳感裝置接口電路，由位移傳感裝置采集背部滑動過程中的實時位移，由多路 傳感變送集成裝置(經(jīng)過信號放大、濾波、采樣保持)進入數(shù)據(jù)采集卡，然后輸出到主控計 算機對信號進行處理，使左右下肢用力大小以直觀的柱狀圖，數(shù)字大小的形式顯示出來，從 而使病人可以了解到自己的實際情況，適當調(diào)節(jié)姿勢和力度。當然病人也可以直觀的了解 到通過一段時間的訓練，自己取得了多大的進步，有利于幫助病人建立康復的信心，激發(fā)他 們的訓練欲望。同時能通過采集的各種信號，進行額狀面擺動頻率、平均重心、額狀面最大 擺幅、額狀面平均擺幅、重心移動軌跡總長度、重心移動軌跡總面積和額狀面?zhèn)确綌[速、左 右下肢做功量、左右下肢做功功率等參數(shù)的計算評估及顯示。 本實用新型中的主控計算機內(nèi)設(shè)有運動控制模塊，主控計算機通過運動控制模塊 驅(qū)動床板角度調(diào)節(jié)機構(gòu)中的直線步進電機。通過同步控制步進電機使其正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)床 板的轉(zhuǎn)動，以此來達到床板0 90度任意傾斜的效果，同時，也可以通過安裝在床架上的角 度顯示器觀察，實現(xiàn)患者平躺、斜躺甚至站立進行訓練，實現(xiàn)各種角度減負狀態(tài)下的評估與 訓練。床板角度調(diào)節(jié)機構(gòu)中的直線步進電機控制床板運動，實現(xiàn)身體的傾斜。 本實用新型蹲立式下肢功能評定訓練系統(tǒng)使用過程如下 1、患者傾斜躺在床上緊靠背部滑動板，并讓其左右腳分別踩在左右腳踏板上，使 左右腳踏板處于同一水平面上。 2、根據(jù)患者的實際情況自動調(diào)節(jié)床的傾斜角度，來實現(xiàn)不同程度的減重，床板角 度顯示器隨床架一起移動，反饋顯示床板的實際傾斜角度，與主控計算機自動調(diào)節(jié)角度比 較，角度越小，減重程度越大。 3、患者背靠滑動床板，主動下蹲站起，滑動床板跟隨患者運動，達到運動過程背部 支撐減重效果。 4、讓計算機進入下蹲站起功能評定訓練系統(tǒng)的測試評估模塊，讓病人進行10秒 鐘的下蹲站起初始測試，以適應這種測試方式。 5、讓病人做下蹲站起運動進行測試，以得到各項動力學參數(shù)的測試評估結(jié)果，所 述動力學參數(shù)包括額狀面擺動頻率、平均重心、額狀面最大擺幅、額狀面平均擺幅、重心移 動軌跡總長度、重心移動軌跡總面積、額狀面?zhèn)确綌[速、測試周期內(nèi)左右下肢平均做功量和 測試周期內(nèi)左右下肢平均做功功率。 6、讓計算機進入下蹲站起功能評定訓練軟件的功能訓練模塊，根據(jù)測試評估結(jié) 果，選擇合適的訓練周期和減重角度，讓病人做下蹲站起運動進行訓練，訓練成績以重心落在離正常重心零位±5%、 ±10%、 ±20%和±30%區(qū)域內(nèi)的時間比和良好重心百分比表示。 該裝置中參數(shù)評估實現(xiàn)方法如下 a、患者下蹲站起運動過程中的重心變化是下蹲站起動力學參數(shù)評估的基礎(chǔ)，在下
面所述的i^一個參數(shù)的計算中都要用到。 一般人體重心(center ofgratitude， COG)在第
二骶骨前。該系統(tǒng)中的重心投影指的是人體重心在腳踏板上的投影，又由于人體處于站立
平衡下蹲站起過程中側(cè)向力很小，因此人體重心投影位置測試原理就可以簡化為[0044] x = (Fa+Fb_Fc_Fd) l/g y = (Fb+Fd_Fa_Fc) m/G 式中，L為0(0點為左右踏板檢測平臺中心)到傳感器的X軸的距離，M為0點到
傳感器的Y軸的距離，G為減重后的患者人體的重量，F(xiàn)A， FB， Fe， FD分別為四個傳感器的讀
數(shù)，傳感器對稱放置在左右腳踏板下方如附圖2所示，受力大小通過傳感器測得。 b、評估減重狀態(tài)下主動運動時額狀面擺動頻率變化，反映了在一定時間內(nèi)，重心
投影在額狀面即水平方向正負值的變化頻率，在算法中僅表示重心投影位置沿X軸方向變
化的快慢，該參數(shù)值越大，即變化的頻率越高，反映患者抖動越嚴重，重心控制越不穩(wěn)，如帕
金森病。 額狀面擺動頻率變化算法為由上述a可得出的在下蹲站起運動過程中的重心變化，再根據(jù)病人重心投影從左側(cè)區(qū)域移動到右側(cè)區(qū)域以及從右側(cè)區(qū)域移動到左側(cè)區(qū)域的次數(shù)與時間之比，即:TV <formula>formula see original document page 7</formula> 式中，N為重心投影從左側(cè)區(qū)域到右側(cè)區(qū)域以及從右側(cè)區(qū)域到左側(cè)區(qū)域擺動的次數(shù)，T為選擇的測試時間。 c、評估減重狀態(tài)下主動運動時平均重心，反映了下蹲站起運動過程中，雙下肢用力平衡情況，絕對值越小，表示平衡程度越好，正值越大，表明右下肢較左下肢更有力；負值越大，則相反。臨床資料表明，平均重心投影值越大，身體對稱性越差，如卒中偏癱者。其定義為病人重心投影偏移距離之和與采集次數(shù)之比，計算方法為 <formula>formula see original document page 7</formula> 式中，Gi為每次采集重心在足板上的投影偏移的位置；i = 1、2、3、4……N(i、N為整數(shù))，N為選擇的測試時間內(nèi)采集的點數(shù)。 d、評估減重狀態(tài)下主動運動時額狀面最大擺幅，反映患者雙下肢在X方向上用力偏移程度的最大值。額狀面最大擺幅越大表明患者在減重狀態(tài)下，主動運動時左右兩下肢用力值與身體對稱性有關(guān)，該差值越大表明對稱性差，穩(wěn)定性也越差。相關(guān)疾病如截肢者，偏癱者。 其定義為病人重心投影偏移正常重心投影零位的最大距離，其計算方法為[0056] S腿x = Max | Si 式中，Si為每次采集的重心投影偏移正常重心投影零位的長度，i = 1、2、3、4……N(i、N為整數(shù))。 e、評估減重狀態(tài)下主動運動時額狀面平均擺幅，反映患者減重狀態(tài)下，動作過程中在X方向上抖動劇烈程度及快慢，其值越大表明患者平衡能力越差，相關(guān)疾病如錐體外系疾病。其計算方法為
7V _ 式中，Si為每次采集的重心投影偏移正常重心投影零位的長度，i = 1、2、3、4……N(i、N為整數(shù))，N為選擇的測試時間內(nèi)采集的點數(shù)。 f、評估減重狀態(tài)下主動運動時重心投影移動軌跡總長度，反映了患者減重狀態(tài)下，主動運動時重心投影移動軌跡總長度，其值越大表明重心投影偏移距離總和越長，患者平衡能力越差。 根據(jù)軌跡分類(中心型、前后型、左右型、多中心型、彌散型)，來評估判斷患者狀
態(tài)，正常為多中心型。多中心型重心投影移動軌跡總長度的計算方法為[0063]
G總=i^", +0, 1,+1)2
,=i 式中，Xi， yi為每次采集重心投影偏移位置的坐標。i = 0、1、2、3、4……N(i、N為整數(shù))。 g、評估減重狀態(tài)下，主動運動時單位時間內(nèi)重心投影移動軌跡總面積，反映了單位時間內(nèi)身體控制重心的穩(wěn)定性及平衡程度。在設(shè)定相同周期下，對不同康復訓練期進行前后對比，確定訓練效果，數(shù)值越大，反映穩(wěn)定性及平衡越差，如帕金森病，小腦共濟失調(diào)等。單位時間內(nèi)重心投影移動軌跡總面積算法為 , ff 式中，Xi， yi為每次采集重心在足板上的投影偏移的位置的坐標。i = 0、1、2、3、4 N(i、N為整數(shù))；Tc為每次采集的時間。 h、評估減重狀態(tài)下，主動運動時單位時間內(nèi)額狀面?zhèn)确綌[速，反映在X軸方向上最大擺幅時重心投影的移動速度，其值越大，表示重心控制越差。相關(guān)疾病如扭轉(zhuǎn)痙攣、舞蹈病等。其計算方法為— S"' = _ 式中，S' ^為額狀面最大擺幅的前一個采樣值，T為采樣時間。 i、評估減重狀態(tài)下測試周期內(nèi)左右下肢平均做功量，該參數(shù)反映了患者雙下肢姿
勢肌主要是伸膝肌群的做功(和等速測試類似)，為了區(qū)分左、右患側(cè)伸膝肌群的做功大
小，其做功分別計算。測試周期內(nèi)左右下肢平均做功量之差，反映了雙下肢承重能力的差
異，差異超出正常范圍者，有如偏癱、單側(cè)下肢骨關(guān)節(jié)炎等相關(guān)疾病者等。計算方法分別
為 W左二 F左S = (FA+FB)S
8[0073] W右二F右S二 (FC+FD)S 式中，W^、W^為測試周期內(nèi)左右下肢站起時平均做功大小，F(xiàn)^、F;g為左、右腳的受力，F(xiàn)a，F(xiàn)b，F(xiàn)c，F(xiàn)d分別為四個傳感裝置的讀數(shù)，傳感裝置對稱放置在左右腳踏板下方如附圖2所示，S為背部滑動板在力作用方向上的位移，即背部滑動板的滑動距離，其數(shù)據(jù)由裝在背部滑動板上的位移傳感裝置測量得到。 j、評估減重狀態(tài)下站起時測試周期內(nèi)左右下肢平均做功功率，該參數(shù)反映患者雙
下肢伸膝肌群的做功(和等速測試類似)的快慢，為了區(qū)分左、右患側(cè)伸膝肌群的做功快慢
大小，其功率分別計算。評估值越大，表明患者伸膝肌群功能越強，反應越靈敏。其計算方
法分別為[0076]
『左
『右
^右 yi 式中，PpP^為測試周期內(nèi)左右下肢站起時平均做功功率大小，W^、W^由上述i算法所得，T為每次下蹲站起的時間。 k、所述的重心落在離正常重心零位±5%區(qū)域內(nèi)的時間比由以下公式算出[0080]。=》100% 式中，ni為重心在離正常重心零位±5%范圍內(nèi)擺動的次數(shù)，N為選擇的測試時間內(nèi)采集的點數(shù)； 1、所述的重心落在離正常重心零位±5%至±10%區(qū)域內(nèi)的時間比由以下公式算出 772=》xlOO% 式中，化為重心在離正常重心零位±5%至士10X范圍內(nèi)擺動的次數(shù)，N為選擇的測試時間內(nèi)采集的點數(shù)； m、所述的重心落在離正常重心零位±10%至±20%區(qū)域內(nèi)的時間比由以下公式算出 73=》><100% 式中，n3為重心在離正常重心零位±10%至±20%范圍內(nèi)擺動的次數(shù)，N為選擇的測試時間內(nèi)采集的點數(shù)； n、所述的重心落在離正常重心零位±20%至±30%區(qū)域內(nèi)的時間比由以下公式算出 /4=》xl00% 式中，n4為重心在離正常重心零位±20%至±30%范圍內(nèi)擺動的次數(shù)，N為選擇的測試時間內(nèi)采集的點數(shù)； 0、良好重心百分比為重心落在離正常重心零位±5%區(qū)域內(nèi)的時間占全部訓練時
9間的百分比。
權(quán)利要求一種蹲立式下肢功能評定訓練系統(tǒng)，其特征在于包括訓練床，包括床座、床架和床板，床架安裝在床座上并與床座可轉(zhuǎn)動相連，床板包括背部滑動板和下肢支撐板，下肢支撐板固定在床架上，背部滑動板與床架滑動相連可以沿床架前后滑動，在背部滑動板下方裝有位移傳感裝置；在床架的前端連接有左、右腳踏板組件，左、右腳踏板組件上分別設(shè)有足底壓力傳感裝置，在床架與床座之間設(shè)有床板角度調(diào)節(jié)機構(gòu)，該床板角度調(diào)節(jié)機構(gòu)包含一臺直線步進電機；控制箱，安裝在訓練床的床架下面，控制箱內(nèi)設(shè)有傳感裝置接口電路、電機驅(qū)動模塊和電源模塊，電源模塊分別為傳感裝置接口電路和電機驅(qū)動模塊提供電源；電機驅(qū)動模塊與床板角度調(diào)節(jié)機構(gòu)中的直線步進電機電信號相連；主控計算機，設(shè)置在操作臺上，主控計算機內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)采集模塊、運動控制模塊以及下蹲站起功能評定訓練軟件；數(shù)據(jù)采集模塊與控制箱中的傳感裝置接口電路電信號相連，運動控制模塊與控制箱中的電機驅(qū)動模塊電信號相連；下蹲站起功能評定訓練軟件包含測試評估模塊和功能訓練模塊；患者用顯示裝置，活動設(shè)置在訓練床的旁邊并與主控計算機電信號相連；主顯示屏，設(shè)置在操作臺上并與主控計算機電信號相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的蹲立式下肢功能評定訓練系統(tǒng)，其特征在于所述的左、右腳 踏板組件結(jié)構(gòu)對稱相同，各包括腳踏板支架、腳前端緩沖器、腳后跟導向軸和腳踏板；腳踏 板支架與床架固定相連；腳前端緩沖器和腳后跟導向軸分別連接在腳踏板與腳踏板支架之 間；所述的足底壓力傳感裝置設(shè)置在腳踏板的腳掌部和腳跟部的下方。
3. 如權(quán)利要求1所述的蹲立式下肢功能評定訓練系統(tǒng)，其特征在于所述的足底壓力 傳感裝置由貼有四根應變片的懸臂梁組成，貼有四根應變片的懸臂梁插裝在由腳踏板、腳 踏板支架、腳前端緩沖器和腳后跟導向軸組成的腳底受力部件內(nèi)。
4. 如權(quán)利要求1所述的蹲立式下肢功能評定訓練系統(tǒng)，其特征在于所述的患者用顯 示裝置包括移動小車、安裝在移動小車上的支架和安裝在支架上的顯示屏，顯示屏與支架 活動連接，顯示屏的高度和角度可以調(diào)節(jié)。
5. 如權(quán)利要求1所述的蹲立式下肢功能評定訓練系統(tǒng)，其特征在于所述的訓練床的 床座上安裝有多個萬向調(diào)節(jié)腳輪，并相應設(shè)有多個用于調(diào)節(jié)腳輪上下伸縮的調(diào)節(jié)機構(gòu)。
6. 如權(quán)利要求1所述的蹲立式下肢功能評定訓練系統(tǒng)，其特征在于還包括床板角度 顯示器，該床板角度顯示器安裝在床架上隨床架一起移動。
7. 如權(quán)利要求1所述的蹲立式下肢功能評定訓練系統(tǒng)，其特征在于所述的主控計算 機設(shè)有下蹲站起功能測試評估模塊，該測試評估模塊的測試評估參數(shù)包括額狀面擺動頻 率、平均重心、額狀面最大擺幅、額狀面平均擺幅、重心移動軌跡總長度、重心移動軌跡總面 積和額狀面?zhèn)确綌[速、測試周期內(nèi)左右下肢平均做功量和測試周期內(nèi)左右下肢平均做功功 率。
8. 如權(quán)利要求1所述的蹲立式下肢功能評定訓練系統(tǒng)，其特征在于所述的主控計算 機設(shè)有下蹲站起功能訓練模塊，該功能訓練模塊包含進行背部支撐減重及站立狀態(tài)下的下 蹲_站起練習方案、相應的逐級難度遞進的練習方案、有視覺和聲音反饋和虛擬環(huán)境的訓 練方案以及游戲訓練方案。
專利摘要本實用新型提供了一種蹲立式下肢功能評定訓練系統(tǒng)，系統(tǒng)包括訓練床、控制箱、主控計算機、患者用顯示裝置和主顯示屏。其中訓練床包括床座、床架和床板，床架安裝在床座上并與床座可轉(zhuǎn)動相連，床板分為背部滑動板和下肢支撐板，背部滑動板裝有滑動裝置，滑動板跟隨患者做下蹲站起運動，實現(xiàn)背部支撐減重?；瑒影逑路窖b有位移傳感裝置，左、右腳踏板組件上分別設(shè)有壓力傳感裝置，實現(xiàn)下蹲站起過程位移及壓力實時數(shù)據(jù)采集，在床架與床座之間設(shè)有自動床板角度調(diào)節(jié)機構(gòu)，調(diào)節(jié)患者減重程度?；颊哂蔑@示裝置反饋評估和訓練過程及結(jié)果。主控計算機對各種參數(shù)評估。本實用新型首次實現(xiàn)減重方式下的下蹲站起功能評估和訓練，幫助患者實現(xiàn)了早期的下蹲站起訓練。
文檔編號A61B5/11GK201500119SQ20092021031
公開日2010年6月9日 申請日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者吳毅, 安美君, 張峰, 徐秀林, 李放, 胡永善, 胡秀枋, 賈杰, 趙展, 鄒任玲 申請人:上海理工大學;復旦大學附屬華山醫(yī)院